Realizan pruebas sobre la relatividad en el laboratorio

Hasta Albert Einstein estaría impresionado. Su teoría de la relatividad general, que describe cómo la gravedad de un objeto masivo, como una estrella, puede curvar el espacio y el tiempo, ha sido utilizada con éxito para predecir las observaciones astronómicas, como la flexión de la luz estelar por influjo del sol, los pequeños cambios en la órbita del planeta Mercurio y el fenómeno conocido como lente gravitatoria. Pronto podría ser posible estudiar los efectos de la relatividad general mediante experimentos de laboratorio.

Xiang Zhang, un científico que trabaja en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, en California (EE. UU.) y perteneciente al Departamento de Energía estadounidense, encabeza el estudio que se publica hoy [21-07-2009] en la edición online de Nature Physics, y en el que se ha determinado que la interacción de la luz y la materia con el espacio-tiempo, tal y como predice la relatividad general, puede ser estudiada usando la nueva generación de materiales ópticos artificiales que se caracterizan por una «extraordinaria capacidad para flexionar la luz y otras formas de radiación electromagnética».

«Proponemos un vínculo entre el recién surgido ámbito de los materiales ópticos artificiales y el de la mecánica celeste, lo que abre nuevas posibilidades de investigar los fenómenos astronómicos en la misma mesa del laboratorio», señala Zhang y añade: «Hemos introducido una nueva clase de soportes ópticos diseñados especialmente para imitar los movimientos periódicos, cuasiperiódicos y caóticos observados en los cuerpos celestes que han sido sometidos a complejos campos gravitacionales».

Su equipo de investigación han demostrado que una nueva clase de metamateriales llamados «trampas de índice continuo para fotones» o CIPT (por sus siglas en inglés) puede servir como cavidades ópticas «perfectas» de banda ancha y libres de radiación. Como tales, las CIPT pueden controlar, desacelerar y atrapar la luz de manera similar a fenómenos celestes como los agujeros negros, atractores extraños y lentes gravitatorias. Esta equivalencia entre el movimiento de las estrellas en el espacio-tiempo curvo y la propagación de la luz en metamateriales ópticos creados en un laboratorio de ingeniería se conoce con el nombre de «analogía óptico-mecánica».

Zhang asegura que dichos metamateriales de diseño especial pueden ser herramientas valiosas para estudiar el movimiento de los cuerpos celestes masivos en potenciales gravitatorios en condiciones de laboratorio. Las observaciones de tales fenómenos celestes por los astrónomos pueden a veces extenderse un siglo.

«Si giramos nuestro espacio metamaterial óptico dentro de nuevas coordenadas, la luz que viaja en líneas rectas en el espacio real se curva en el espacio girado de nuestras ópticas transformacionales», señala Zhang. «Esto es muy similar a lo que ocurre con la luz de las estrellas cuando atraviesa un potencial gravitatorio y sufre una curvatura del espacio-tiempo. Esta analogía entre el electromagnetismo clásico y la relatividad general podría permitirnos utilizar metamateriales ópticos para estudiar fenómenos de la relatividad tales como las lentes gravitatorias».

En sus estudios demostrativos, el equipo utilizó una mezcla de aire y el dieléctrico fosfuro de galio, indio y arsénico (GaInAsP). Este material mostró actividad en el rango espectral infrarrojo y presentó un alto índice de refracción con baja absorción.

Los misterios del movimiento caótico planetario

En su artículo, Zhang y el resto de autores citan como perspectiva especialmente interesante de la aplicación de materiales ópticos artificiales a la analogía óptico-mecánica el estudio del fenómeno conocido como el caos. La aparición del caos en los sistemas dinámicos es uno de los problemas más fascinantes de la ciencia y se observa en áreas tan diversas como el movimiento molecular, la dinámica de la población y la óptica. En particular, un planeta que gira alrededor de una estrella puede sufrir un movimiento caótico en presencia de una perturbación, como puede ser otro gran planeta. Sin embargo, debido a las grandes distancias espaciales entre los cuerpos celestes y los largos períodos que consume el estudio de su dinámica, la observación directa del movimiento caótico planetario ha entrañado una gran dificultad. Gracias al uso de la analogía óptico-mecánica, este tipo de estudios podrían realizarse a demanda en condiciones de laboratorio.

«A diferencia de los astrónomos, no tendremos que esperar 100 años para conseguir resultados experimentales», concluye Zhang, que además es director del Centro de Ciencias e Ingeniería a Nanoescala de la Universidad de California en Berkeley y uno de los pioneros en la creación de materiales ópticos artificiales.

LA MAQUINA DE DIOS

El acelerador de partículas más poderoso jamás construido podría hacer algunos descubrimientos notables, como confirmar la existencia de la materia invisible o de las dimensiones espaciales adicionales, una vez que empiece a funcionar en agosto. La "Máquina de Dios", como se ha dado en llamar al Gran Colisionador de Hadrones (LHC), tiene por también por finalidad la de desentrañar los enigmas del origen del Universo, es decir, cómo fue que se creó la materia y qué pasó con la antimateria en el momento del Big Bang. Considerado el experimento científico más ambicioso de la historia, el LHC intentará identificar con total certeza los ladrillos fundamentales con que se construyeron las estrellas, los planetas y hasta los seres humanos.

QUE ES UN ACELERADOR DE PARTÍCULAS?

Estas enormes máquinas aceleran partículas cargadas (iones) mediante campos electromagnéticos en un tubo hueco en el que se ha hecho el vacío, y finalmente hacen colisionar cada ion con un blanco estacionario u otra partícula en movimiento. Los científicos analizan los resultados de las colisiones e intentan determinar las interacciones que rigen el mundo subatómico. (Generalmente, el punto de colisión está situado en una cámara de burbujas, un dispositivo que permite observar las trayectorias de partículas ionizantes como líneas de minúsculas burbujas en una cámara llena de líquido.)

Las trayectorias de las partículas aceleradas pueden ser rectas, espirales o circulares. Tanto el ciclotrón como el sincrotrón utilizan un campo magnético para controlar las trayectorias de las partículas. Aunque hacer colisionar las partículas unas contra otras puede parecer inicialmente un método un tanto extraño para estudiarlas, los aceleradores de partículas han permitido a los científicos aprender más sobre el mundo subatómico que ningún otro dispositivo.

Para mas información visite: http://www.portalplanetasedna.com.ar/maquina_dios.htm

PLASMA, ENERGIA DE FUSION, UNA FUENTE DE ENERGIA ECOLOGICA

Es conocido por todos que existen 5 estados de la materia los cuales son

• Hielo Cuántico
• Solido
• Liquido
• Gaseoso
• Plasma

El plasma es un medio conductor el cual nos esta estrictamente cargado con un numero igual de particulas potitivas y negativas, esto producido cuando los atomos de un gas se ionízan, este estado es conocido como el cuarto estado de la materia.

Cuando energia es constantemente aplicada a un cuerpo, esta energia se puede entender como calor, el cuerpo se liqua, luego se evapora y despues cuando el calor es extremo se hace una especie de mezcla la cual consta de electrones negativos e iones positivos, mientras que toda la carga netral queda contenida, el plasma interactua con el mismo, mediante campos magnétcos y campos electricos, ademas de hacerlo con su propio ambiente.

Aunque no lo puedas creer los cientificos han estimado que el 99 porciento de la materia en el universo esta en el cuarto estado de la materia, el plasma.

El plasma esta siendo estudiado como fuente alternativa de electricidad, ya que se cree es muy limpia, y su principio es el de reacciones de fusión termonuclear.
Como todos sabemos la energia electrica es indispensable hoy en dia ya que con ella manejamos nuestra tecnologia, nuestra forma de vida, las tareas mas simples y mas complejas de nuestro mundo.
Un modo de obtención de la energia es la conversión del plasma.
La energía que se libera de la unión entre los átomos es llamada fusión nuclear en la cual intervienen dos isótopos del hidrógeno, el tritio y el deuterio, se usan para que tengan la minima fuerza de repulsión, con esto se logran atomos mas ligeros, con esto se logra plasma ya que estas particulas tendrian particulas positivas y negativas ionizadas y se le conoce como fuego eterno, es una forma extraordinariamente limpia para poder generar electricada o energia.
El problema actual es el hecho de que la energia de fisión es completamente, pero el problema que la fusión nuclear no es bien controlada por el momento por lo cual los estudios continuan aun.

Para crear esta energia se necesita una gran fuerza para romper la fuerza de repulsion de atomos igualmente cargados, esto se logra con un reactor, el cual tiene otro problema, debe de tener un calor interno de millones de grados centigrados, con este calor es con el que se forma el plasma (absoluto desorden de iones y electrones).

Acabada la reacción de fusión nos encontraremos con una esfera expandida con una temperatura de millones de grados , cuya velocidad puede fundir a unos con otros dentro de la misma esféra. Esta ultima energía es la que libera una energia extraordinaria, y no es una reacción en cadena, ya que la energia se queda en la esfera, solo en una supernova podemos encontrar este tipo de energia de modo natural en el universo.

Con esto un gramo de hidrogeno logramos la cantidad de 173000 kilovatios/hora
(Nada mal verdad)

"Supongamos que una pequeña concavidad hemisférica -a modo de cuenco- en una tabla horizontal es un núcleo, y que una bola de acero de un tamaño muchísimo menores una partícula. Si empujamos la bola por la tabla hacia el cuenco caerá rodando por uno de sus lados y subirá por el opuesto, saliéndose del mismo. Por otra parte, si se suelta la bola dentro del cuenco en uno de sus lados a medio camino del fondo, subirá hasta igual altura por el otro lado, volverá al punto de partida, y si no existen influencias externas, seguirá oscilando eternamente"

Fusión a nivel atomico Dr. Henrry Kendall

Las formas como se esta estudiando y se puede obtener la energia atomica de fusion es por confinamiento magentico y confinamiento inercial.

* Confinamiento magnético.- Se consigue crear y mantener la reacción gracias a grandes cargas magnéticas que hacen las veces de muros de contención de las cargas nucleares.

* Confinamiento inercial.- El calentamiento se consigue con láser y el confinamiento del plasma con la propia inercia de la materia.

El 1ro es en el cual se han obtenido resultados mas prometedores , por lo cual se la ha puesto mas atención.
Otro punto importante es la hipotesis de la fusión en frio , pero existen inconvenientes, en cuanto a presupuesto y en cuanto a que los cientifiicos, no objetivos (me refiero a los que no lo aceptan) prefieren no escuchar ni siquiera esa palabra en lejanias, con esto nuestro desarrollo en el campo ha tenido unos 40 o 50 años de retraso.

(EJEMPLOS DE ENERGIA DE FUSION) EL SOL

Recientemente se ha logrado en el reactor español de fusión TJ-II, del CIEMAT, confinar plasma a una temperatura similar a la del sol. Hasta el momento se han logrado en 120 ocasiones plasma, durando cada prueba aproximadamente un segundo.

JUGUETES CIENTIFICOS

FLUIDOS

Ola delfines

Se trata de un recipiente rectangular formado por láminas paralelas transparentes, dentro del cual hay dos líquidos inmiscibles, de densidades y viscosidades diferentes; un de los líquidos es transparente, mientras que el otro está coloreado. Hay algunas que tienen un pequeño motor hace oscilar suavemente el recipiente alrededor de un eje horizontal que pasa por el centro de la base inferior del recipiente.
Con este artefacto se pueden visualizar las ondas superficiales y las turbulencias que se forman en la superficie de separación de dos líquidos que se mueven con diferentes velocidades. La adquirimos en Dideco por 4,31 €.

Fuente:http://www.jpimentel.com/ciencias_experimentales/pagwebciencias/PAGWEB/juguetes_fluidos.htm

Lámpara de lava

Se trata de un recipiente más o menos alargado que contiene dos fluidos de distinta densidad, agua y cera. En la parte de abajo hay una bombilla que calienta el fluido más denso, el cual disminuye su densidad y asciende hasta la parte más alta de la lámpara donde se enfría y vuelve a caer. Este ciclo se va repitiendo de forma continúa mientras la lámpara este encendida. Ilustra muy bien las corrientes de convección de los fluidos y la forma que tienen los líquidos, forma esférica, en inpensatez. Recuérdese como se comportan los líquidos en las naves espaciales cuando los astronautas juegan con ellos.

Fuente:http://www.jpimentel.com/ciencias_experimentales/pagwebciencias/PAGWEB/juguetes_fluidos.htm#

ONDAS

Muelles slinky y Muelles de colores

Este juguete fue inventado por Richard James cuando trataba de desarrollar un muelle que pudiera ayudar a mantener fijos los elementos sensores en un barco en el mar. El Slinky, cuyo diseño se modificó rematando los bordes por seguridad, ha permanecido prácticamente inalterado. El Slinky, como todos los objetos, tiende a resistir los cambios en su movimiento.
Por su inercia, si se coloca en la parte alta de una escalera se mantendrá en reposo sin moverse. En este punto tiene energía potencial. Pero una vez que ha empezado a bajar las escaleras y la gravedad le afecta, la energía potencial se convierte en energía cinética y el Slinky desciende espira por espira escaleras abajo. La energía se transfiere a lo largo de su longitud en una onda de compresión o longitudinal, que se parece a una onda sonora que viaja a través de una sustancia transfiriendo un pulso de energía a la siguiente molécula. Lo rápidamente que la onda se mueve depende de la constante del muelle y de la masa del metal.
Fuente:

http://www.jpimentel.com/ciencias_experimentales/pagwebciencias/PAGWEB/juguetes_ondas.htm

Tubos sonoros

Son tubos flexibles de plástico coarrugado de 76 cm de longitud y 2'5 cm de diámetro. Si lo cogemos por un extremo y lo hacemos girar emite un sonido de aproximadamente 220 hercios. Es su tono fundamental. Si aumentamos la velocidad de giro aparece su primer armónico, un La de 440 hercios.
Dándole todavía más deprisa conseguimos los siguientes múltiplos de 660, 880, 1100 y hasta el de 1320 hercios, seis notas en total. Los tubos suenan al ser empujado el aire La vibración en los tubos se consigue por el coarrugado de los mismos y el aire fluye por los tubos por efecto Venturi, de nuevo la Física. La diferencia de velocidad entre un extremo casi fijo, el que sujetamos con la mano, y el otro que está girando produce una diferencia de presión que empuja al aire. Cuando aumentamos la velocidad, aumenta esa diferencia de presión, el flujo es más intenso y el tubo pasa a vibrar con el siguiente armónico. Los adquirimos en Dideco por 2,03 € cada uno.

Fuente:http://www.jpimentel.com/ciencias_experimentales/pagwebciencias/PAGWEB/juguetes_ondas.htm

El Año Internacional de la Astronomía presenta un mosaico de la Luna realizado con 45 fotografías

El Año Internacional de la Astronomía presenta las 45 fotografías ganadoras del proyecto La Luna para la Humanidad. Esta iniciativa, en la que han participado aficionados y expertos de todo el mundo, consiste en realizar un mosaico con fotografías de la Luna enviadas por distintos países.

Cada país ha participado con la imagen de una determinada parte de la superficie lunar para conformar un mosaico con todas las fotografías. España, que realizaba la sección 33 de la superficie visible de la Luna, ha seleccionado la fotografía de Antonio Torres Montojo como representante española en el puzzle lunar. El mosaico, que será exhibido por todos los países, es una actividad que conmemora el 40 aniversario de la llegada del hombre a la Luna, que se produjo el 20 de julio de 1969.

La investigadora del CSIC y coordinadora del Año Internacional de la Astronomía en España, Montserrat Villar, señala el objetivo de esta actividad: «La Luna para la Humanidad es un proyecto que pretende mostrar la Luna como un símbolo de paz y de unión entre todos los hombres y mujeres del planeta. Ha sido acogido de forma muy positiva por todos los países, incluido España, y se han enviado cientos de fotografías de aficionados, profesionales e investigadores».
La organización internacional de este proyecto, con sede en Malta, decidió dividir la superficie visible de la Luna en 45 secciones y se decidió que España participaría con la sección 33. Esta parte de la Luna contiene dos cráteres relacionados con la historia de España.
Uno de ellos es el cráter Alphonsus, de 108 kilómetros de diámetro y 2,7 kilómetros de profundidad, que debe su nombre al rey Alfonso X el Sabio. El otro, de 96 kilómetros de diámetro y 3,6 kilómetros de profundidad es Azarquiel, bautizado así por un astrónomo toledano del siglo XI conocido por el desarrollo de la azafea, una variedad del astrolabio que fue muy utilizada por los astrónomos y en navegación, porque permitía realizar cálculos astronómicos desde cualquier latitud terrestre. Junto a los dos cráteres se encuentra Ptolemaeus, de 153 kilómetros de diámetro y 2,4 kilómetros de profundidad.

Fuentes:http://www.fys.es/fys/cm_view_tnoticia.asp?id=2005924